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针对集成电路抛光的高纯化要求和古典抛光的致密化要求,本文以氯化铈为铈源,碳酸氢铵为沉淀剂,通过添加柠檬酸三铵或硼酸等添加剂来调控结晶过程,分别合成出适合抛光材料制造的高纯碳酸铈单晶片和致密大颗粒碳酸铈前驱体。以氯离子含量为监测指标,研究高纯片状单晶碳酸铈的制备方法。考察了不同沉淀加料比和柠檬酸用量条件下的结晶过程及其溶液pH、产物氯根含量、物相组成、颗粒大小和形貌的变化,讨论了氯离子含量变化与结晶速度和结晶形貌之间的关系。认为柠檬酸根与铈离子优先配位抑制了碳酸根和氯离子与铈的竞争结合,可以降低结晶速度和铈配位圈的氯离子含量,减少氯离子的夹带,获得高纯结晶产品。当碳酸氢铵与铈离子的物质的量之比(沉淀加料比)HCO3/Ce=5-6时,随着柠檬酸量的加大,产物中氯离子含量一直降低。当柠檬酸添加量为0.8%以上,加料反应后陈化10小时以上,可以得到氯离子含量小于50mg/kg的高纯碳酸铈。电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)结果证明所得产物为正碳酸铈片状单晶;当HCO3/Ce=6-7时,且随着柠檬酸加量的增大,氯离子含量先急剧下降,而后又回升,产物为极低氯离子含量的致密片状碳酸铈铵复盐结晶。在沉淀加料比HCO3/Ce=3并单独添加硼酸时,随着硼酸加量的增加,碳酸铈颗粒由大的70-80μm的聚集体结晶向不足1 μm的小颗粒变化。当硼酸量处于0.4%到6%时,得到的碳酸铈均为3 μm以下的小颗粒,其中以3%时的颗粒最小,室温陈化所得碳酸铈为球状形貌,中位粒径为0.288μm。若在60℃陈化,产物形貌变为米粒状,且分布均匀。煅烧这种碳酸铈所得的氧化铈可以配制成悬浮性和去除效率良好的抛光浆料。且抛光性能与粒度和悬浮性直接相关,粒度越小,悬浮性越好,抛光效果越好。经850、950和1050℃下煅烧所得的氧化铈粒径为0.1-0.4μm。最佳煅烧温度确定为950℃,平均粒度为0.10μm。在沉淀加料比HCO3/Ce=3并同时添加0.5%柠檬酸三铵时,随着硼酸量的增加,碳酸铈颗粒由小变大。当硼酸量为0.8%时,室温陈化所得碳酸铈颗粒的中位粒径可达100 μm。若将陈化温度提高到60℃,颗粒可长大到300 μm,形貌为块状聚集体。若在60℃下沉淀,室温下陈化,颗粒可达400 μm。若在陈化时持续搅拌,得到的碳酸铈为小颗粒。证明沉淀和陈化条件对颗粒形貌影响很大。